Tính toán lượng tử mới đột phá thách thức và cơ hội cho Blockchain

Vào ngày 10 tháng 12, một bước đột phá công nghệ tính toán lượng tử đáng chú ý đã thu hút sự chú ý rộng rãi từ giới công nghệ. Chip lượng tử mới được ra mắt Willow sở hữu 105 qubit, đạt hiệu suất tốt nhất trong cùng loại trong hai bài kiểm tra chuẩn về sửa lỗi lượng tử và mẫu ngẫu nhiên. Đặc biệt, trong bài kiểm tra chuẩn mẫu ngẫu nhiên, chip Willow chỉ mất 5 phút để hoàn thành nhiệm vụ tính toán mà siêu máy tính nhanh nhất hiện nay cần 10^25 năm để hoàn thành, con số này thậm chí vượt quá tuổi thọ của vũ trụ đã biết.

Một bước đột phá quan trọng của chip Willow là khả năng giảm tỷ lệ lỗi một cách bậc thang, và đưa tỷ lệ lỗi xuống dưới một ngưỡng quan trọng nào đó. Điều này được coi là điều kiện tiên quyết quan trọng cho ứng dụng thực tế của Tính toán lượng tử. Người đứng đầu nhóm nghiên cứu cho biết, Willow là hệ thống đầu tiên dưới ngưỡng, cho thấy tính khả thi của máy tính lượng tử ứng dụng quy mô lớn.

Thành tựu này không chỉ thúc đẩy sự phát triển của Tính toán lượng tử, mà còn có ảnh hưởng sâu rộng đến nhiều ngành, đặc biệt là trong lĩnh vực Blockchain và tiền điện tử. Mặc dù hiện tại 105 qubit của chip Willow vẫn còn xa để có thể phá vỡ các thuật toán mã hóa sử dụng trong tiền điện tử, nhưng nó báo hiệu rằng con đường xây dựng máy tính lượng tử quy mô lớn thực tiễn đã được mở ra.

Trong các loại tiền điện tử như Bitcoin, thuật toán chữ ký số Elliptic Curve (ECDSA) và hàm băm SHA-256 được sử dụng rộng rãi có thể đối mặt với mối đe dọa an ninh do tính toán lượng tử gây ra. Nghiên cứu cho thấy, thông qua các thuật toán lượng tử, việc phá vỡ ECDSA chỉ cần hàng triệu qubit lượng tử, trong khi việc phá vỡ SHA-256 cần hàng tỷ qubit lượng tử.

Hai loại địa chỉ ví được sử dụng trong giao dịch Bitcoin - "Thanh toán cho khóa công khai" ( p2pk ) và "Thanh toán cho băm khóa công khai" ( p2pkh ) - đều có thể bị tấn công bởi tính toán lượng tử. Đặc biệt trong giao dịch p2pkh, mặc dù chỉ có khoảng thời gian 10 phút, nhưng đối với máy tính lượng tử, điều này đủ để suy ra khóa riêng.

Đối mặt với mối đe dọa tiềm tàng từ tính toán lượng tử, việc phát triển công nghệ blockchain kháng lượng tử trở thành một nhiệm vụ cấp bách. Mật mã hậu lượng tử (PQC) như một loại thuật toán mật mã mới có khả năng chống lại các cuộc tấn công từ tính toán lượng tử, mang đến khả năng bảo vệ sự an toàn của blockchain và tiền điện tử.

Một số tổ chức nghiên cứu đã đạt được tiến bộ trong công nghệ blockchain kháng lượng tử. Ví dụ, có tổ chức đã hoàn thành việc xây dựng khả năng mã hóa hậu lượng tử cho toàn bộ quy trình của blockchain, phát triển thư viện mã hóa hỗ trợ nhiều thuật toán mã hóa hậu lượng tử theo tiêu chuẩn NIST, và tối ưu hóa vấn đề mở rộng lưu trữ chữ ký hậu lượng tử. Ngoài ra, còn có nhóm nghiên cứu đã phát triển giao thức quản lý khóa phân tán cho thuật toán chữ ký hậu lượng tử Dilithium theo tiêu chuẩn NIST, được coi là giao thức chữ ký ngưỡng phân tán hậu lượng tử hiệu quả đầu tiên trong ngành.

Với sự tiến bộ không ngừng của công nghệ tính toán lượng tử, ngành công nghiệp blockchain và tiền điện tử đang đối mặt với những thách thức và cơ hội mới. Cách để duy trì sự an toàn và ổn định của blockchain trong thời đại lượng tử sẽ trở thành tâm điểm được cả giới công nghệ và tài chính quan tâm. Sự phát triển của công nghệ blockchain chống lượng tử không chỉ là một cuộc khám phá công nghệ tiên tiến, mà còn là chìa khóa để đảm bảo sự hoạt động an toàn và đáng tin cậy của blockchain trong thời gian dài. Trong tương lai, chúng ta có thể thấy nhiều giải pháp sáng tạo hơn để đối phó với mối đe dọa tiềm tàng do tính toán lượng tử mang lại, thúc đẩy công nghệ blockchain phát triển theo hướng an toàn hơn và hiệu quả hơn.